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C語(yǔ)言深入講解條件編譯的用處

更新時(shí)間：2022年04月19日 11:29:15 作者：清風(fēng)自在流水潺潺

C語(yǔ)言提供了條件編譯的語(yǔ)法，就是在編譯源碼的時(shí)候，可以選擇性地編譯指定的代碼。例如我們開(kāi)發(fā)一個(gè)兼容windows系統(tǒng)和linux系統(tǒng)運(yùn)行的項(xiàng)目，那么，一些與操作系統(tǒng)密切相關(guān)的代碼，就需要進(jìn)行選擇性編譯

一、基本概念

條件編譯的行為類似于 C 語(yǔ)言中的 if...else...
編譯是預(yù)編譯指示命令，用于控制是否編譯某段代碼

下面看一段簡(jiǎn)單的條件編譯的代碼：

#include <stdio.h>
 
#define C 1
 
int main()
{
    const char* s;
 
    #if( C == 1 )
        s = "This is first printf...\n";
    #else
        s = "This is second printf...\n";
    #endif
 
    printf("%s", s);
    
    return 0;
}

下面為輸出結(jié)果：

可以輸入gcc -E Test.c -o file.i 命令，看看預(yù)編譯階段發(fā)生了什么，下面是部分輸出結(jié)果：

# 2 "Test.c" 2
 
int main()
{
    const char* s;
 
        s = "This is first printf...\n";
 
    printf("%s", s);
 
    return 0;
}

可以看到宏定義和條件編譯都沒(méi)有了，由相應(yīng)內(nèi)容取而代之。

二、條件編譯的本質(zhì)

預(yù)編譯器根據(jù)條件編譯指令有選擇的刪除代碼

編譯器不知道代碼分支的存在

if...else... 語(yǔ)句在運(yùn)行期進(jìn)行分支判斷

條件編譯指令在預(yù)編譯期進(jìn)行分支判斷

可以通過(guò)命令行定義宏

gcc -Dmacro=value file.c
gcc -Dmacro file.c

下面看一個(gè)通過(guò)命令行定義宏的代碼：

#include <stdio.h>
int main()
{
    const char* s;
 
    #ifdef C
        s = "This is first printf...\n";
    #else
        s = "This is second printf...\n";
    #endif
 
    printf("%s", s);
    
    return 0;
}

終端輸入gcc -DC Test.c，輸出結(jié)果如下：

三、#include 的本質(zhì)

#include 的本質(zhì)是將已經(jīng)存在的文件內(nèi)容嵌入到當(dāng)前文件中
#include 的間接包含同樣會(huì)產(chǎn)生嵌入文件內(nèi)容的操作

這就出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，間接包含同一個(gè)頭文件是否會(huì)產(chǎn)生編譯錯(cuò)誤？

下面就來(lái)通過(guò)一段代碼深入探究：

global.h:

// global.h
int global = 10;

test.h:

// test.h
 
#include "global.h"
 
const char* NAME = "test.h";
 
char* hello_world()
{
    return "hello world!\n";
}

test.c:

#include <stdio.h>
#include "test.h"
#include "global.h"
int main()
{
    const char* s = hello_world();
    int g = global;
    
    printf("%s\n", NAME);
    printf("%d\n", g);
    
    return 0;
}

編譯后編譯器報(bào)錯(cuò)，global 重定義：

為什么 global 會(huì)重定義呢？下面開(kāi)始單步編譯，輸入gcc -E test.c -o test.i，輸出部分結(jié)果如下：

# 2 "test.c" 2
# 1 "test.h" 1
 
 
# 1 "global.h" 1
 
 
int global = 10;
# 4 "test.h" 2
 
const char* NAME = "test.h";
 
char* hello_world()
{
    return "hello world!\n";
}
# 3 "test.c" 2
# 1 "global.h" 1
 
 
int global = 10;
# 4 "test.c" 2
 
int main()
{
    const char* s = hello_world();
    int g = global;
 
    printf("%s\n", NAME);
    printf("%d\n", g);
 
    return 0;
}

這樣就很明顯了，程序先將 test.h 里面的東西復(fù)制進(jìn) test.c，由于 test.h 里面有一個(gè) include "global.h"，就把int global = 10; 復(fù)制過(guò)來(lái)，然后復(fù)制

const char* NAME = "test.h";

char* hello_world()

{undefined

return "hello world!\n";

}

在然后由于test.c 里面又定義一個(gè)#include "global.h"，又把int global = 10; 復(fù)制過(guò)來(lái)，造成了重復(fù)定義。

條件編譯可以解決頭文件重復(fù)包含的編譯錯(cuò)誤

#ifndef _HEADER_FILE_H_
#define _HEADER_FILE_H_
//source code
#endif

如果沒(méi)有定義 header_file.h，則定義，且執(zhí)行里面的代碼；否則，如果定義了，里面的代碼就不會(huì)執(zhí)行。

所以上述代碼中可以這么改：

global.h:

// global.h
#ifndef _GLOBAL_H_
#define _GLOBAL_H_
int global = 10;
 
#endif

test.h:

// test.h
#ifndef _TEST_H_
#define _TEST_H_
#include "global.h"
const char* NAME = "test.h";
char* hello_world()
{
    return "hello world!\n";
}
#endif

這樣編譯就能通過(guò)了

四、條件編譯的意義

條件編譯使得我們可以按不同的條件編譯不同的代碼段，因而可以產(chǎn)生不同的目標(biāo)代碼

#if...#else...#endif 被預(yù)編譯器處理，而 if...else... 語(yǔ)句被編譯器處理，必然被編譯進(jìn)目標(biāo)代碼

實(shí)際工程中條件編譯主要用于以下兩種情況：

不同的產(chǎn)品線共用一份代碼
區(qū)分編譯產(chǎn)品的調(diào)試版和發(fā)布版

下面看一段產(chǎn)品線區(qū)分及調(diào)試代碼：

product.h:

#define DEBUG 1
#define HIGH  1

test.c:

#include <stdio.h>
#include "product.h"
#if DEBUG
    #define LOG(s) printf("[%s:%d] %s\n", __FILE__, __LINE__, s)
#else
    #define LOG(s) NULL
#endif
#if HIGH
void f()
{
    printf("This is the high level product!\n");
}
#else
void f()
 
{
 
}
#endif
int main()
 
{
    LOG("Enter main() ..."); 
    f(); 
    printf("1. Query Information.\n");
    printf("2. Record Information.\n");
    printf("3. Delete Information.\n");
    #if HIGH
    printf("4. High Level Query.\n");
    printf("5. Mannul Service.\n");
    printf("6. Exit.\n");
    #else
    printf("4. Exit.\n");
    #endif
    LOG("Exit main() ...");
    return 0;
}

宏 DEBUG 是指產(chǎn)品是調(diào)試版還是發(fā)布版，調(diào)試版為 1，發(fā)布版為 0，宏 HIGH指的是產(chǎn)品是高端產(chǎn)品還是低端產(chǎn)品，高端產(chǎn)品為 1，低端產(chǎn)品為 0

如果我們想測(cè)試調(diào)試版的高端產(chǎn)品，令 DEBUG 為 1，HIGH為 0 即可：